Tiềm năng ứng dụng vật liệu composite zeolite/MNPs xử lý Crystal violet trong môi trường nước

Nghiên cứu này giới thiệu quy trình tổng hợp composite zeolite/MNPs đơn giản ở điều kiện tổng hợp: tỷ lệ khối lượng giữa MNPs:zeolite = 1:4 (w/w), tỷ lệ ethanol:H2O = 10:1 (v/v), 5 mL tetraethyl orthosilicate (TEOs), 90oC và 4 giờ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiềm năng ứng dụng vật liệu composite zeolite/MNPs xử lý Crystal violet trong môi trường nước TNU Journal of Science and Technology 228(14): 123 - 131POTENTIAL APPLICATION OF ZEOLITE/MNPS COMPOSITEFOR THE REMOVAL OF CRYSTAL VIOLET IN AQUEOUS SOLUTIONTran Nguyen Phuong Lan1*, Duong Thi My Tuyen1, Ly Kim Phung1, Phung Thi Hang1,Cao Luu Ngoc Hanh1, Tran Thi Minh Thu2, Nguyen Minh Nhut1, Nguyen Thi Nhu Y21 Can Tho University, 2Can Tho University of Technology ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 23/9/2023 This research introduced a simple synthesis of zeolite/MNPs composite at conditions as follows: a weight ratio of MNPs:zeolite = 1:4 (w/w), a Revised: 17/10/2023 volume ratio of ethanol:H O = 1:10 (v/v), 5 mL tetraethyl orthosilicate 2 o Published: 18/10/2023 (TEOs), 90 C and 4 hours. Some analysis methods such as XRD, FTIR and SEM were used to determine the presence of MNPs and zeolite withKEYWORDS the uniform shape, size and distribution. The chemical composition was analyzed using XRF with the content of SiO2; Al2O3 and Fe2O3 ofAdsorption 41.11%; 27.75% and 30.78%, respectively. Moreover, the evaluation ofCrystal violet crystal violet (CV) removal was implemented at pH ~ 7, CV dosage of 0.75 g/L, initial CV concentration of 100 mg/L and contact time of 30Sips isotherm model minutes, the adsorption capacity and efficiency were 103.37 mg/g andTetraethyl orthosilicate 70.64%, respectively. The CV adsorption fitted with the Sips isothermZeolite/MNPs model and Elovich kinetic model. The adsorption mechanism is mainly to adsorb on the surface heterogeneously and a physical adsorption. The CV adsorption efficiency decreases from 70.64% to 42.26% after 5 cycles. The above results also reveal a potential application of zeolite/MNPs composite towards the wastewater treatment including organic dyes.TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG VẬT LIỆU COMPOSITE ZEOLITE/MNPSXỬ LÝ CRYSTAL VIOLET TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚCTrần Nguyễn Phương Lan1, Dương Thị Mỹ Tuyên1, Lý Kim Phụng1, Phùng Thị Hằng1,Cao Lưu Ngọc Hạnh1, Trần Thị Minh Thư2, Nguyễn Minh Nhựt1, Nguyễn Thị Như Ý21 Trường Đại học Cần Thơ, 2Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Cần Thơ THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Ngày nhận bài: 23/9/2023 Nghiên cứu này giới thiệu quy trình tổng hợp composite zeolite/MNPs đơn giản ở điều kiện tổng hợp: tỷ lệ khối lượng giữa MNPs:zeolite = 1:4 Ngày hoàn thiện: 17/10/2023 (w/w), tỷ lệ ethanol:H O = 10:1 (v/v), 5 mL tetraethyl orthosilicate 2 o Ngày đăng: 18/10/2023 (TEOs), 90 C và 4 giờ. Các phương pháp phân tích XRD, FTIR và SEM nhằm xác định sự hiện diện của MNPs và zeolite với hình dạng, kíchTỪ KHÓA thước và sự phân bố khá đồng đều. Thành phần hóa học của composite được phân tích bằng XRF với hàm lượng SiO2; Al2O3 và Fe2O3 làHấp phụ 41,11%; 27,75% và 30,78%. Đánh giá khả năng xử lý crystal violet (CV)Crystal violet được thực hiện ở điều kiện pH ~ 7, khối lượng composite 0,75 g/L, nồngMô hình đẳng nhiệt Sips độ CV 100 mg/L và thời gian 30 phút, dung lượng và hiệu suất hấp phụ lần lượt là 103,37 mg/g và 70,64%. Quá trình hấp phụ CV phù hợp vớiTetraethyl orthosilicate mô hình đẳng nhiệt Sips và mô hình động học Elovich. Cơ chế của quáZeolite/MNPs trình là hấp phụ trên bề mặt không đồng nhất và hấp phụ vật lý. Hiệu suất hấp phụ CV của composite giảm từ 70,64% đến 42,26% sau 5 chu kỳ. Các kết quả trên cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng của composite zeolite/MNPs trong xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm hữu cơ.DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8805* Corresponding author. Email: tnplan@ctu.edu.vnhttp://jst.tnu.edu.vn 123 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 228(14): 123 - 1311. Giới thiệu Ô nhiễm nguồn nước ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn, trong đó ô nhiễm thuốc dệt nhuộmsẽ gây mất mỹ quan và ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh thái. Crystal violet (CV) là thuốcnhuộm cation được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dệt nhuộm, khi tiếp xúc trựctiếp có thể gây nguy hại cho sinh vật và con người như đột biến, nhiễm trùng máu, và ung thư[1], [2]. Các phương pháp xử lý nước thải hiện nay là phương pháp hóa học, xúc tác, hấp phụ,...;trong đó, hấp phụ là phương pháp phổ biến do xử lý ô nhiễm hiệu quả, quy trình đơn giản và giáthành hợp lý [3]. Vật liệu Fe3O4 (MNPs) được nghiên cứu và ứng dụng trong xử lý ô nhiễmnguồn nước do diện tích bề mặt riêng lớn, dễ thu hồi, nhưng hạn chế là dễ bị kết tụ và oxy hóanên chúng thường được chức năng hóa bề mặt nhằm khắc phục các nhược điểm trên [4], [5].Zeolite với cấu trúc rỗng xốp và có khả năng xử lý hiệu quả các loại thuốc nhuộm và kim loại nặng;nhưng zeolite có kích thước hạt nhỏ nên rất khó thu hồi sau khi hấp phụ [6] – [8]. Sự kết hợp giữazeolite và MNPs nhằm tăn ...